NIM

OBIETTIVi

Analisi funzionale impianto esistente

Riduzione del lead time e ottimizzazione del processo produttivo 

Riduzione scarti e rilavorazioni

Produzione on demand

Soluzione

NIM

Progettazione e costruzione di un impianto di produzione di blocchi in poliuretano in chiave Industria 4.0

RISULTATI

1

impianto di produzione completamente automatizzato e "Zero-Defect"

+32 %

aumento capacità produttiva dell'impianto (*)

-13 %

riduzione consumi energetici (*)

-30 %

riduzione Tempo Ciclo di produzione (*)

< 2 %

livello prodotti scartati

(*) rispetto a un impianto analogo realizzato con tecnologia standard

 
Obiettivi

L'obiettivo del progetto è stato quello di progettare NIM: un impianto di produzione di blocchi in poliuretano secondo i principi dell'Industria 4.0 e realizzarlo a Los Angeles (California).

Rispetto a impianti analoghi realizzati con tecnologia standard, NIM presenta soluzioni tecnologicamente all'avanguardia per:

ottimizzare l'intero processo produttivo

  • migliorandone le performance in termini di tempi e procedure

ridurre i difetti di produzione e gli scarti

  • monitorando continuamente i parametri critici di ogni ricetta tramite sensori innovativi o stime prodotte da digital twin;

eseguire produzione on demand.

Installazione di NIM

 
soluzione

NIM è un impianto di produzione completamente se­gregato e automatizzato, con componenti interconnessi e gestibili da remoto dall’operatore, il cui unico onere è quello di selezionare la ricetta desiderata per il riempimento dello stam­po e programmare le quantità del lotto di produzione; la soluzione realizzata è conforme alle normative e agli standard americani UL 508A, Nfpa 79, SAE-ISO-EN-DIN, Ansi B-11.

L’impianto è costituito da:

  • una macchina schiumatrice in cui le materie pri­me sono condizionate e miscelate,

  • una centralina colore,

  • quattro stampi automatici di dimensioni regolabili, posati in batteria per una lunghezza di 20 m circa,

  • una macchina per l’estrusione automatica dei blocchi in poliuretano,

  • un sistema di trasporto dei blocchi, tramite rulliere,

  • un sistema di pesatura e timbratura del pezzo, secondo le specifiche di produzione, completo di un sistema di applicazione dell’anti-incollante per il successivo impilamento dei blocchi.  

La schiuma reagisce all’interno degli stampi dopo l’erogazione tramite un dispenser movimen­tato da un robot cartesiano lungo due assi X-Y. I due assi X-Y che costituiscono la navetta del dispenser si muovono nell’area dello stampo, circa 3x2 m, dove l’asse X è quello del gantry a due binari, per una lunghezza complessiva di 20 m, comune ai quattro stampi.

Un secondo robot cartesiano applica, in via preliminare, del distaccante dall’interno degli stampi, per cui a bordo dello stesso gantry è presente un’altra navetta, movimentata lungo un asse X del gantry, con a bordo altri due assi Y e Z per la distribuzione del distaccante.

Gli stampi automatici sono progettati per soddisfare la produzione delle misure richieste del blocco, e si chiu­dono garantendo la tenuta fino alla pressione di 2,5 bar, sviluppata dalla reazione del poliuretano. Sono dotati, inoltre, di rulli moto­rizzati per avvolgere e svolgere film di polietilene, allo scopo di mo­vimentare i blocchi finiti e contenere le materie prime quando sono ancora in fase liquida. Integrato negli stampi è presente uno scam­biatore di calore in grado di correggere l’evoluzione delle reazioni chimiche e i parametri di processo, in funzione delle variabili am­bientali rilevate all’interno del sito produttivo, principalmen­te temperatura e umidità.

Il sistema di trasporto e smista­mento dei blocchi in magazzi­no si basa su rulliere automa­tiche che spostano, ruotano e depositano i pezzi sul nastro trasportatore principale.

L’impianto è progettato in modo da rendere possibile la produzione in parallelo e differenziata sulle quattro linee associate agli stampi e il riconoscimento dell’eventua­le rimozione di stampi a fini manutentivi.

NIM: stampo automatico

NIM: robot colatura

NIM: robot distaccante

NIM: macchina schiumatrice

 
risultati

Rispetto a un impianto analogo realizzato con tecnologia standard, NIM ha consentito:

  • un aumento della capacità produttiva di impianto pari al +32%;

  • la riduzione del 13% dei consumi energetici globali della linea produttiva;

  • un tempo ciclo di lavorazione inferiore del 30%;

  • quantità di prodotti finiti scartati per non conformità alle specifiche cliente inferiore al 2%.

Nel grafico sottostante è presente un confronto fra le prestazioni delle due tipologie di impianti, prendendo in considerazione:

  • la capacità produttiva ideale, stimata sulla base del tempo ciclo e delle ore standard di produzione;

  • la capacità produttiva reale, considerando anche le perdite di tempo per fermate programmate, guasti, etc.​

Report analitico impianto NIM

Confronto capacità produttiva ideale e reale 

Confronto consumi energetici

 
pubblicazioni, articoli e premi

D. Cascella, G.L. Cascella: "La produzione di poliuretano sposa la digitalizzazione" [AUTOMAZIONE INDUSTRIALE n.276 - ottobre 2019]

 October 07, 2019 

"[...] Con l’obiettivo di intercettare tutti i vantaggi potenzialmente offerti dalla digital transformation e dalla Qualità 4.0, sono state affrontate la progettazione e la realizzazione di un impianto di produzione di blocchi in poliuretano con sede operativa negli Stati Uniti. Il coinvolgimento di un team multidisciplinare di fornitori italiani (con competenze che vanno dell’impiantistica elettrica e di automazione, alla costruzione di robot e realizzazione di stampi) ha reso possibile la riconfigurazione totale di un impianto classico secondo le normative e gli standard americani UL 508A, Nfpa 79, SAE-ISO-EN-DIN, Ansi B-11. Capofila del progetto è l’azienda pugliese New Wind Italian Bedding Technology, coadiuvata da Mecprod per la costruzione dell’impianto e da Idea75 per il coordinamento del progetto."

 
stakeholders & Credits
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Giuseppe Leonardo CASCELLA, PhD

PROJECT COORDINATOR

Idea75

laurea con lode e PhD in Ing. Elettrica @Politecnico di Bari (IT)

EU Marie Curie Fellow @Nottingham University (UK)

40+ pubblicazioni internazionali

30+ progetti industriali e R&D

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New Wind Italian Bedding

Partner

L’azienda NewWind S.r.l. nasce nel 1997, si mette in evidenza con il suo altissimo standard di produzione e di attenzione verso i particolari.

Ad oggi la tipologia di Guanciali prodotti dalla azienda raggiunge le 17 tipologie.

Inoltre, vengono prodotti più di 40 tipi di materassi, disponibili in diverse misure ed adattabili per qualsiasi tipo di esigenza.

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MECPROD

Partner

Mecprod S.r.l. nasce ad Ostuni, Brindisi, nel 1994. Grazie ad un'importante rete di relazioni e collaborazioni nazionali ed internazionali, nel tempo Mecprod è riuscita a consolidare una notevole esperienza in campo meccanico. Nel 2009 la dirigenza ha inoltre voluto diversificare le attività svolte da Mecprod, investendo risorse nel settore delle energie rinnovabili.

 
KEYWORDS

Digital Transformation

Bedding

Continuos Improvement

Quality by Design

PAT (Process Analytical Technologies)

Zero-Defect Manifacturing

Waste Reduction

Process Optimization

Industry 4.0

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